1.3 Övningar
FörberedandeFysik
| (4 mellanliggande versioner visas inte.) | |||
| Rad 8: | Rad 8: | ||
===Övning 1.3:1=== | ===Övning 1.3:1=== | ||
<div class="ovning"> | <div class="ovning"> | ||
| - | En mängd gas vid förhöjt tryck och förhöjd temperatur innesluts i en cylinder av en kolv. Gasen tillåts expandera ganska snabbt så att den utför relativt mycket arbete, <math> | + | En mängd gas vid förhöjt tryck och förhöjd temperatur innesluts i en cylinder av en kolv. Gasen tillåts expandera ganska snabbt så att den utför relativt mycket arbete, <math>60 \,\mathrm{kJ}</math> , samtidigt som enbart <math>5 \,\mathrm{kJ}</math> går förlorat som värme. |
Hur stort är <math>W</math> ?<br\> | Hur stort är <math>W</math> ?<br\> | ||
| Rad 20: | Rad 20: | ||
===Övning 1.3:2=== | ===Övning 1.3:2=== | ||
<div class="ovning"> | <div class="ovning"> | ||
| - | En mängd gas som är innesluten i en cylinder av en kolv, komprimeras samtidigt som den kyls. Kolven utför <math> | + | En mängd gas som är innesluten i en cylinder av en kolv, komprimeras samtidigt som den kyls. Kolven utför <math>50 \,\mathrm{kJ}</math> arbete på gasen medan den kyls på precis det sätt som krävs för att dess inre energi ska förbli oförändrad. |
Hur stort är det tillförda värmet <math>Q</math> ? | Hur stort är det tillförda värmet <math>Q</math> ? | ||
| Rad 30: | Rad 30: | ||
===Övning 1.3:3=== | ===Övning 1.3:3=== | ||
<div class="ovning"> | <div class="ovning"> | ||
| - | När 1 liter bensin (vi ser den som ren oktan) förbränns i luft, omvandlas <math> | + | När 1 liter bensin (vi ser den som ren oktan) förbränns i luft, omvandlas <math>34 \,\mathrm{MJ}</math> inre energi från kemisk bindningsenergi till en temperaturhöjning i gasblandningen. Under vissa konstanta körförhållanden omvandlar en viss bilmotor <math>9 \,\mathrm{MJ}</math> av denna energi till arbete, t.ex. arbete utfört mot luftmotståndet. |
a) Hur mycket värme måste kylas bort från motorn för att hålla dess temperatur konstant?<br\> | a) Hur mycket värme måste kylas bort från motorn för att hålla dess temperatur konstant?<br\> | ||
| Rad 39: | Rad 39: | ||
===Övning 1.3:4=== | ===Övning 1.3:4=== | ||
<div class="ovning"> | <div class="ovning"> | ||
| - | Genom ett kylskåps väggar flyter <math> | + | Genom ett kylskåps väggar flyter <math>300 \,\mathrm{kWh/år}=34 \,\mathrm{W}</math> värmeenergi in och kylskåpet tillförs <math>200 \,\mathrm{kWh/år}=23 \,\mathrm{W}</math> elenergi.<br\> |
[[Bild:kylskap.jpg]]<br\> | [[Bild:kylskap.jpg]]<br\> | ||
a) Hur mycket värme avges på kylskåpets baksida?<br\> | a) Hur mycket värme avges på kylskåpets baksida?<br\> | ||
| Rad 47: | Rad 47: | ||
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar 1.3:4|Lösning |Lösning 1.3:4}} | </div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar 1.3:4|Lösning |Lösning 1.3:4}} | ||
| + | |||
| + | <!-- borttagna ur bilda | ||
===Övning 1.3:5=== | ===Övning 1.3:5=== | ||
<div class="ovning"> | <div class="ovning"> | ||
| - | Ett kärnkraftverk matas med 18TWh= | + | Ett kärnkraftverk matas med <math>18TWh=65\cdot 10^{15}J</math> värmeenergi från uranet och avger <math>6TWh=22\cdot 10^{15}J</math> elenergi.<br\> |
| - | [[Bild:karnkraft.jpg]] | + | [[Bild:karnkraft.jpg]]<br\> |
| - | a) Hur mycket värmeenergi går ut med kylvattnet? | + | a) Hur mycket värmeenergi går ut med kylvattnet?<br\> |
| - | b) Beräkna kärnkraftverkets verkningsgrad. | + | b) Beräkna kärnkraftverkets verkningsgrad.<br\> |
| - | c) Vattnet kokar vid | + | c) Vattnet kokar vid <math>285^\circ C</math> och kondenserar vid <math>20^\circ C</math> i kärnkraftverket (men inte vid atmosfärstryck förstås). Vad blir Carnotverkningsgraden? |
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar 1.3:5|Lösning |Lösning 1.3:5}} | </div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar 1.3:5|Lösning |Lösning 1.3:5}} | ||
| Rad 60: | Rad 62: | ||
===Övning 1.3:6=== | ===Övning 1.3:6=== | ||
<div class="ovning"> | <div class="ovning"> | ||
| + | En värmepump hämtar värme på <math>-8^\circ C</math> nivå och lämnar värme på <math>45^\circ C</math> nivå. | ||
| + | a) Hur stor blir Carnotvärmefaktorn?<br\> | ||
| + | b) I verkligheten kan man uppnå 70% av detta. Vad blir då en realistisk värmefaktor?<br\> | ||
| + | c) Hur mycket värme får man då in i huset från <math>1kWh</math> el? | ||
</div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar 1.3:6|Lösning |Lösning 1.3:6}} | </div>{{#NAVCONTENT:Svar|Svar 1.3:6|Lösning |Lösning 1.3:6}} | ||
| + | --> | ||
Nuvarande version
| Teori | Övningar |
Övning 1.3:1
En mängd gas vid förhöjt tryck och förhöjd temperatur innesluts i en cylinder av en kolv. Gasen tillåts expandera ganska snabbt så att den utför relativt mycket arbete, \displaystyle 60 \,\mathrm{kJ} , samtidigt som enbart \displaystyle 5 \,\mathrm{kJ} går förlorat som värme.
Hur stort är \displaystyle W ?
Hur stort är \displaystyle Q ?
Hur ändras gasens inre energi?
(Var noga med tecknen i dina svar.)
Hämtar...
Övning 1.3:2
En mängd gas som är innesluten i en cylinder av en kolv, komprimeras samtidigt som den kyls. Kolven utför \displaystyle 50 \,\mathrm{kJ} arbete på gasen medan den kyls på precis det sätt som krävs för att dess inre energi ska förbli oförändrad.
Hur stort är det tillförda värmet \displaystyle Q ?
(Var noga med tecknen i ditt svar.)
Övning 1.3:3
När 1 liter bensin (vi ser den som ren oktan) förbränns i luft, omvandlas \displaystyle 34 \,\mathrm{MJ} inre energi från kemisk bindningsenergi till en temperaturhöjning i gasblandningen. Under vissa konstanta körförhållanden omvandlar en viss bilmotor \displaystyle 9 \,\mathrm{MJ} av denna energi till arbete, t.ex. arbete utfört mot luftmotståndet.
a) Hur mycket värme måste kylas bort från motorn för att hålla dess temperatur konstant?
b) Hur stor är motorns verkningsgrad?
Övning 1.3:4
Genom ett kylskåps väggar flyter \displaystyle 300 \,\mathrm{kWh/år}=34 \,\mathrm{W} värmeenergi in och kylskåpet tillförs \displaystyle 200 \,\mathrm{kWh/år}=23 \,\mathrm{W} elenergi.
a) Hur mycket värme avges på kylskåpets baksida?
b) Beräkna kylskåpets köldfaktor.
c) Uppskatta den maximala köldfaktor som kylskåpet skulle kunna ha i teorin. (Antag temperaturer själv)
